[发明专利]一种深水钻井表层导管柱送入工具及其使用方法

权利要求书

1.一种深水钻井表层导管柱送入工具，其特征在于：包括支撑结构、锁紧结构、抽吸结构和打压结构；

所述支撑结构包括提升接头、支撑体、底板和分隔板，所述提升接头安装于支撑体的上方，所述底板安装于支撑体的底部，在提升接头、支撑体和底板的内部形成有内腔，所述分隔板安装于内腔内将内腔分隔为位于提升接头内部的上活塞腔和位于支撑体内部的下活塞腔；所述支撑体与底板之间形成有外腔，外腔通过低压井口头上的出水孔与外界水体连通；所述支撑体下端形成有通孔，使下活塞腔与外腔相连通；所述提升接头外壁形成有固定销钉孔、锁紧打压孔和泄压孔；

所述锁紧结构包括液压活塞、推块、锁环推杆、锁环和锁紧状态固定销钉，所述液压活塞贯穿分隔板，上半部分位于上活塞腔内，下半部分位于下活塞腔内并与推块相连接，所述上活塞腔包括内径较小的第一腔体和内径较大的第二腔体，所述液压活塞包括外径第二大的上活塞部、外径最大的中活塞部和外径最小的下活塞部，所述上活塞部与所述第一腔体直径相等，所述中活塞部与第二腔体直径相等，所述中活塞部将液压活塞与第二腔体之间的环空分隔为上部的锁紧液腔和下部的解锁液腔；所述固定销钉孔与第一腔体连通，所述锁紧打压孔和泄压孔与锁紧液腔连通；推块包括外径较大的上推部和外径较小的下推部；所述锁环推杆设置于支撑体内，向内一端与推块相接触，向外一端与锁环相连；所述锁紧状态固定销钉用于插入于所述锁紧打压孔对液压活塞进行限位；

所述抽吸结构包括吸口连接接头和吸口管，所述吸口连接接头设置于支撑体上端面，所述吸口管贯穿支撑体和底板；

所述打压结构包括水下机器人快速打压插入头和液压管线，所述水下机器人快速打压插入头设置于支撑体上端面，所述液压管线的一端与所述解锁液腔相连通。

2.根据权利要求1所述的一种深水钻井表层导管柱送入工具，其特征在于：所述提升接头上端设置有吊运环。

3.根据权利要求1所述的一种深水钻井表层导管柱送入工具，其特征在于：所述底板外沿与低压井口头的接触面设置有密封圈。

4.根据权利要求1所述的一种深水钻井表层导管柱送入工具，其特征在于：当液压活塞位于下推极限位置处时，所述固定销钉孔与液压活塞上端面齐平。

5.根据权利要求1所述的一种深水钻井表层导管柱送入工具，其特征在于：所述锁紧打压孔和泄压孔水平相对设置，位于第二腔体的最上端。

6.根据权利要求1所述的一种深水钻井表层导管柱送入工具，其特征在于：所述支撑结构上安装有水平仪。

7.根据权利要求1所述的一种深水钻井表层导管柱送入工具，其特征在于：所述推块上安装有指示杆，指示杆上端贯穿分隔板和提升接头。

8.一种深水钻井表层导管柱送入工具的使用方法，其特征在于：包括预安装、下沉、负压贯入、解锁和回收，按照下列步骤进行：

(一)预安装：

1、通过手动液压泵向工具的锁紧打压孔打压，流体进入锁紧液腔，使液压活塞向下运动，带动推块向下运动，推块向下运动时外径由小向大过渡，从而推动锁环推杆向外运动，使锁环与低压井口头锁环凹槽相啮合；通过与推块相连接的指示杆确认推块是否下行至锁紧位置；

2、插入锁紧状态固定销钉，固定住液压活塞，防止液压活塞向上运动导致锁环回缩而解锁，确保锁紧，使锁环与低压井口头处于啮合的状态；

3、通过泄压孔对锁紧液腔的流体进行泄压；

4、将导管柱与送入工具送至海上作业现场；

(二)下沉：送入工具的提升接头通过卸扣与吊车的钢丝吊绳相连，连接后施工船的吊车将导管柱置入海水中，导管柱在自重作用下缓慢插入至海底土壤，直到无法继续下沉为止；

(三)负压贯入：水下机器人靠近送入工具，将自带的泵的管线接头与吸口连接接头相连，启动泵开始抽水，使导管柱内部产生负压，从而使导管柱继续下行入泥；导管柱入泥到位后，回收水下机器人泵的管线接头；

(四)解锁：采用水下机器人用液压泵管线接头与水下机器人快速打压插入头相连，向活解锁液压打压孔打压，高压液体通过液压管线流入解锁液腔，液压活塞在高压液体作用下向上运动剪切锁紧状态固定销钉，带着推块向上运动，推块向上运动时外径由大向小过渡，锁环推杆也逐步向内移动，同时锁环也随着锁环推杆逐步回缩，直到锁环推杆移动至极限位置，不再支撑锁环为止，此时锁环靠自身弹性完全回缩，实现解锁；

(五)回收：通过施工船提升吊车钢缆，上提钢缆回收送入工具。